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细胞培养的环境及条件

日期: 2019-07-31
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一、环境因素

无菌环境

无毒和无菌是体外培养细胞的首要条件。细胞在活体内,解毒系统和免疫系统可抵抗微生物或其他有害物质的入侵,但细胞在体外培养的过程中,缺乏机体免疫系统的保护而丧失对微生物的防御能力和对有害物质的解毒能力。为保证细胞能在体外环境中生长繁殖,必须要确保无菌工作区域、良好的个人卫生、无菌试剂和培养基以及无菌操作。

常见的微生物污染有支原体、细菌、真菌。支原体无致死毒性,可与细胞长期共存,对细胞有潜在影响,但体积小,不易鉴别,可借助于地衣红或Hoechst33342染色来进行检测。细菌增殖快,在短时间内即可大量扩增,并产生毒素杀死细胞。真菌的种类繁多,肉眼可见,漂浮于培养液面上,可呈丝状、管状或树枝状等。

细胞培养的环境及条件

合适的温度

一般哺乳类与禽类细胞在体外培养的适宜温度是37~38,不适宜的环境温度会影响细胞的生长。细胞对低温的耐受能力要强于对高温的耐受能力,在低温下,细胞的代谢活力及核分裂能力降低。若温度不低于0,虽然细胞代谢受到影响,但无损伤作用;25~35时,细胞以缓慢的速度生长;但若被置于40数小时,则不仅不利于细胞生存、生长,甚至可导致其死亡。


适宜的渗透压

高渗溶液或低渗溶液会引起细胞发生褶皱、肿胀、破裂。因此,渗透压是体外培养细胞的重要条件之一。多数体外培养的细胞对渗透压都有一定的耐受能力,实际应用中,260~320mmol/L的渗透压可适用于大多数细胞。


气体环境与pH

细胞的体外培养需要理想的气体环境,氧气、二氧化碳是细胞生存的必要条件。氧气参与细胞的三羧酸循环,为细胞生存、代谢与合成提供能量;二氧化碳既是细胞的代谢产物,是细胞生长的必需成分,又与维持培养液的pH有关。大多数细胞适宜的pH范围往往是7.2~7.4。在开放式培养中,以5%的二氧化碳气体比例为宜。


二、营养条件

培养基

细胞培养基包含细胞生长所需的各种营养物质,包括碳水化合物、氨基酸、无机盐、维生素等。针对不同细胞的营养需求,有多种合成培养基可供选择,如EBSS、Eagle、MEM、RPMll640、DMEM等。


其他添加成分

在各种合成培养基提供基础营养物质之外,还需根据不同细胞和不同的培养目的添加其他成分,如血清、因子等。

血清提供的是细胞外基质、生长因子和转铁蛋白等重要物质,常用的是胎牛血清。要根据不同的细胞和不同的研究目的决定添加血清的比例。10%~20%的血清能维持细胞较快的生长增殖速度,称为生长培养液;为维持细胞缓慢生长或不死,添加2%~5%的血清即可,称为维持培养液。但血清中也存在有害于细胞生长和繁殖的物质,如补体、免疫球蛋白和一些生长抑制因子;成分不明确,影响对结果的分析;不同动物、不同批次的血清活性差别较大,影响培养效果的稳定性。

谷氨酰胺是细胞生长重要的氮源,在细胞生长代谢过程中起重要作用,但由于谷氨酰胺在溶液中很不稳定容易降解,4下放置7天即可分解约50%,故谷氨酰胺需在使用前添加。


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